[发明专利]一种时敏目标图谱结合的测谱方法

说明书

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，更具体地，涉及一种时敏目标图谱结合的测谱方 法。

背景技术

目前红外成像识别技术主要是根据目标的空间特征、时间维特征进行目标检测， 但对于点源目标获取目标的时间维和空间维信息较为困难，现有的技术手段无法有效的提 取目标特征。模仿人类对于物体识别依靠物体自身的材料属性，可以通过获取目标的光谱 维信息来增加目标的特征。将成像、成谱相结合，可以增大探测目标的种类，提高目标的识 别能力。

目前主要的成像、成谱结合的目标探测手段主要为高光谱成像，对于光谱成像仪 而言，主要的成谱范围为0.5微米-2.5微米，对于时敏目标而言，从亚音速到3倍音速范围 内，蒙皮辐射的波段主要在8μm～12μm，其次是3μm～5μm，目前商用产品的频谱范围过窄，导 致光谱强度最大的范围内光谱无法测量。目前商用的成像光谱仪在军事上主要适用于侦 察，由于无法对特定目标进行连续的测谱，故对于精确目标打击并不适用。我们提出一种将 图像信息、光谱信息结合的图谱一体化的目标跟踪系统，在测谱频段上满足时敏目标的测 谱范围要求，能够对特定目标进行连续测谱。该设备的目的在于同时得到时敏目标的二维 空间信息、以及一维光谱信息。其主要应用为对时敏目标的精确测谱。然后目前的设备存在 以下的问题，由于光学系统的安装误差。成像、成谱设备的标定误差，以及成像与成谱中心 位置不一致，且成谱空间分辨率为成像分辨率的f倍，成谱设备的焦距要比成像设备的焦距 长，而该设计的目的在于获得更多的能量，但上述设计会导致仅有图像二维信息而缺少光 谱一维信息，因此需要提出一种精确测谱方法，保证能够获得目标的一维光谱信息。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种时敏目标图谱结合的测谱方 法，旨在解决现有的测谱方法不精确的问题。

本发明提供了一种时敏目标图谱结合的测谱方法，包括下述步骤：

(1)获取疑似目标的红外图像；

(2)根据红外图像获得所述疑似目标的前一帧位置和速度信息，并根据前一帧位 置和速度信息对当前帧目标位置进行预测，获得当前帧位置；

(3)根据所述疑似目标的当前位置，将疑似目标的当前位置调整为所述红外图像 的中心位置；并获得所述疑似目标的光谱。

更进一步地，在步骤(1)中，所述疑似目标是根据目标面积约束、高宽比约束和灰 度约束来判别的。

更进一步地，所述目标面积约束为[n1,n2]，单位为像素*像素，所述高宽比约束为 [h1,h2]，所述灰度约束为区域平均灰度大于M。

其中，当所述疑似目标为飞机时，所述目标面积约束为10*10～30*40(单位为像 素*像素)，所述高宽比约束为1:1～1:4，所述灰度约束为区域平均灰度大于200。

更进一步地，步骤(2)中，采用卡尔曼滤波对当前帧目标位置进行预测，预测得到 的当前帧位置(x_n,y_n)＝F(x_spn,y_spn,v_spnx,v_spny)，其中，x_n为当前帧目标位置X方向坐标，y_n为 当前帧目标位置Y方向坐标，x_spn为前一帧目标位置X方向坐标，y_spn为前一帧目标位置Y方向 坐标，v_spnx为前一帧目标的X方向速度，v_spny为前一帧目标的Y方向速度，F()为根据观察量在 一帧时间内对目标进行线性运动预测的操作。

更进一步地，步骤(3)中，在对准目标后，以像素点为单位，控制伺服系统对目标感 兴趣区域进行逐像素扫描，同时启动测谱模块，测量目标光谱特征。

更进一步地，对于面目标，由步骤(1)获取的目标面积大小作相应的扫面窗口；对 于点目标，可作固定大小的扫描窗口。

本发明根据图像信息获取视场范围内疑似目标，对疑似目标进行感兴趣区域检 测，获取目标位置后预测下一帧图像目标位置。然后控制伺服系统对感兴趣区域作区域扫 描。在扫描的同时启动测谱模块，获得目标的实时谱线；使得目标的光谱能够得到精确的测 量。

附图说明

图1为本发明实施例提供的时敏目标图谱结合的测谱方法实现流程图；